DNA甲基化在法医学中的应用前景及其检测方法新进展

DNA甲基化是一种重要的表观遗传标记。新近的一些研究表明,DNA甲基化在二联体亲权鉴定、同卵双生子法医学个体甄别等案例中可能具有一定的应用前景,可作为STR或SNP等经典遗传标记的有益补充。目前基于甲基化敏感的限制性核酸内切酶、重亚硫酸盐转化以及甲基化CpG结合蛋白等原理已建立了一系列的DNA甲基化检测方法。甲基化敏感的单核苷酸引物延伸、实时荧光PCR、甲基化特异性PCR、甲基化特异性多重连接反应依赖性探针扩增、光纤微珠芯片等位点特异性DNA甲基化检测方法都可用于已知CpG位点甲基化状态的检测并可能在法医学实验室具有一定的应用前景;AIMS、HELP、COMPARE-MS等通过对基因组范围内的DNA甲基化扫描分析,可发现具有潜在法医学应用价值的DNA甲基化位点。     

表观遗传学及其在同卵双生子研究中的新进展

表观遗传学是指不改变DNA序列的可遗传的基因表达改变.是多细胞真核生物的重要生物学现象.DNA甲基化、基因组印记、组蛋白乙酰化、组蛋白甲基化、染色质重塑、假基因和小分子RNA等是表观遗传学的主要研究内容.同卵双生子(monozygotic twins,MZ)是由一个受精卵分裂发育而成的双胞胎,二者具有完全相同的基因组DNA序列.从经典遗传学的角度,使用短串联重复序列(short tandem repeat,sTR)和单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)等遗传标记均不能对其进行有效的个体甄别.因此,寻找新的遗传标记显得尤为重要,最新表观遗传学领域的研究成果表明.MZ个体间DNA甲基化差异显著,这为甄别MZ个体提供了新的策略.本文对表观遗传学的概念、研究内容及表观遗传学在MZ鉴别中的应用前景进行了综述.     

外周血DNA甲基化谱与吸烟的关系

目的通过比较吸烟与不吸烟个体外周血DNA甲基化谱的差异,评估DNA甲基化在区分吸烟与不吸烟人群中的应用价值。方法根据下载于NIH的GEO公共数据库的人类全基因组DNA甲基化数据,运用Student’s T检验和聚类分析的方法评估外周血特定CpG位点DNA甲基化程度在吸烟与不吸烟人群中的差异。结果特定Cp G位点上,非吸烟人群与吸烟人群的DNA甲基化有显著区别。结论检测人外周血的甲基化情况可以区分吸烟和非吸烟人群。     

1对同卵双生新生儿DNA甲基化谱差异分析

目的 探索1对同卵双生新生儿之间DNA甲基化谱的差异.方法 应用甲基化免疫共沉淀结合高通量测序法对1对同卵双生新生儿的DNA甲基化谱进行检测,分析基因组DNA甲基化特点及其之间的差异,筛选适用于法医学分析的甲基化位点.结果 两样本各获得7300万原始测序序列(raw reads)数据,与人类基因组参考序列比对,各得到4800万和5000万唯一比对reads,其中大部分分布在重复区域,且在Alu序列分布最为广泛.两样本DNA甲基化富集区域(peak)各检测到257 362条和197 272条,基因组覆盖率分别为6.53％和5.29％,分布在基因组不同区域,以中间内含子区含量最多.分析两样本甲基化差异区域得到2205条差异的甲基化序列,其中595条位于基因区域,1610条位于基因间区,从中筛选出113条序列,用于进一步深入研究其法医学应用价值.结论 本研究初步证实了DNA甲基化用于同卵双生子鉴定的可行性,为筛选同卵双生子DNA甲基化差异位点提供了基础数据.     

DNA甲基化标记检测方法及其法医学应用

DNA甲基化是重要的表观遗传修饰,主要在转录水平上调控基因的表达。DNA甲基化在人类基因组中含量丰富、分布广泛;甲基化谱有时空特异性、细胞特异性和亲源特异性。新近研究表明DNA甲基化在组织体液鉴定、同卵双生子鉴定、年龄推断、性别推断和亲子鉴定等方面具有一定的应用价值,有望成为一种新的法医学遗传标记。本文就DNA甲基化检测方法的研究进展及法医学应用进行综述,以期为法医学实践提供参考。     

DNA甲基化在法医DNA分析中的应用

表观遗传学在生命的发生、发展过程中起着十分重要的作用。DNA甲基化作为表观遗传的一个重要方面,不仅参与多种基因的表达调控,与机体的发育、肿瘤发生等密切相关,而且具有可遗传性、相对稳定性、亲缘特异性、基因组中含量丰富等特点,已证实适用于法医DNA分析。本文对近年来DNA甲基化在印迹基因、同卵双生子鉴定、年龄、性别推断方面的研究与应用进行回顾与综述,以期为在法医学及相关领域中应用提供参考。     

中国青海藏族、汉族mtDNA控制区遗传多态性

目的研究中国青海藏族、汉族mtDNA控制区遗传多态性。方法收集69份青海藏族和青海汉族无关人群外周血样本，对其mtDNA控制区进行序列分析，计算多个多态性指标。结合其他民族mtDNA遗传资料，根据Nei法计算包括青海藏族和汉族群体在内的11个群体之间的Fst和Rst遗传距离．进行聚类分析，绘制系统发生树。结果在青海藏族和汉族群体mtDNA控制区中分别发现56和59个多态性位点。Rst遗传距离显示青海藏族人群与各人群之间遗传距离均较远（P〈0．05）；青海汉族人群与西安汉族、蒙古族、长沙汉族等人群之间距离较近（P〉0．05）。结论我国青海藏族和汉族人群mtDNA具有相对独特的遗传特征，其遗传多态性和个体识别力较高，可用于民族起源、迁徙、法医学个体识别等领域研究。     

DNA甲基化检测方法及其法医学应用研究进展

DNA甲基化是表观遗传标记的重要组成部分,参与基因表达的调控,在生物发育、衰老以及肿瘤学等领域受到广泛关注。由于具有相对稳定性、可遗传、含量丰富、随龄变化等特点,在法医学领域,DNA甲基化可以作为DNA序列相关经典遗传标记的有效补充,用于年龄推断、组织体液来源检测、同卵双生子的鉴定等。DNA甲基化的检测方法主要有基于甲基化敏感限制性内切酶、重亚硫酸盐转化以及甲基化CpG结合蛋白等原理而建立的一系列方法,近年研究表明,第三代测序技术也可用于DNA甲基化检测。本文就DNA甲基化检测方法及在法医学领域的应用研究进行回顾与综述,以期为法医学实践提供参考。     

表观遗传学在法医学应用探讨

表观遗传学指没有DNA序列变化的、可遗传的基因表达改变。主要包括DNA甲基化、X染色体剂量补偿、组蛋白修饰、基因组印记、表观基因组学和人类表观基因组计划等方面的内容。在法医实际检案中常遇到一些特殊问题,如妊娠期胎儿父权的认定,单亲鉴定中亲代必需等位基因的确定,同卵双生子的区分,微量组织来源的鉴定等。本文对表观遗传学的基本内容和在法医学中的应用进行综述,以期为相关研究及实践提供参考。     

MicroRNA分析技术在同卵双生子甄别中的可行性分析

同卵双生子具有相同的基因组DNA序列,因而无法使用常规的DNA分型方法如短串联重复序列即STR分析对其作鉴别区分。故破获涉及同卵双生子的案件有非常大的挑战性,因此在法医物证学领域迫切需要新的技术方法来应对并解决这一难题。随着表观遗传学的发展,转录组学成为法医学研究的新切入点。MicroRNA(miRNA)作为一类内源性的非编码小RNA分子,在机体中参与调节多种生理学过程,是转录组学研究的重要对象。研究表明,miRNA具有高保守性、分子量小、表达时序性及组织特异性强等特点,表现出法医物证应用方面的巨大潜力。本文综合分析了miRNA检测技术在同卵双生子甄别中的应用可行性,并综述了近年来miRNA在同卵双生子甄别上的研究进展。     

ITO法和判别函数法在同胞关系鉴定中的应用

目的探讨ITO法和判别函数法在全同胞、半同胞关系鉴定中的应用价值。方法根据500对全同胞、50对半同胞及500对无关个体的15个STR基因座（PowerPlex^TM 16体系）的分型结果,采用ITO法分别计算全同胞关系指数（FSI）、半同胞关系指数（HSI）及其比值（FSI：HSI）。比较三组配对个体的等位基因匹配情况,计算分型结果全不同的基因座数（x0）、半相同的基因座数（x1）和完全相同的基因座数（x2）,利用SPSS 13．0分析软件建立全同胞、半同胞和无关个体的判别函数。结果（1）以FSI≥19、FSI〈1作为全同胞与无关个体的判别标准,交互准确率为96.4％;以HSI≥19、HSI〈I作为半同胞与无关个体的判别标准,交互准确率为85.3％;以FSI：HSI≥1、FSI：HSI〈1作为全同胞与半同胞的判别标准,交互准确率为87．5％。（2）分别建立了全同胞-半同胞-无关个体、全同胞-无关个体、半同胞-无关个体、全同胞-半同胞4组判别函数．判别函数交互准确率为84．4％～97．7％,其中同胞-无关个体判别准确率最高。结论ITO法与判别函数法在全同胞、半同胞鉴定中均具有较高的应用价值。     

同卵双生子甄别策略探讨

同卵双生子(MZ)之间存在抗体库差异、甲基化修饰差异和基因突变体差异,甲基化修饰差异的比较可望成为甄别MZ的手段之一,抗体库差异和基因突变体差异比较的方法在甄别MZ方面亦有潜在价值.当前,对MZ的表现遗传以及基因突变等领域的研究还很有限,而抗体库技术的应用方法也有待探讨,因此MZ识别技术的应用前景和发展空间需要进一步摸索与完善.     

Comparison of fingernail striation patterns in identical twins.

The fingernail ridge patterns of a pair of identical twins were compared to each other, their parents, and an unrelated subject. The patterns of the twins' nails showed regions of strong similarity but were distinguishable from one another. Fewer similarities were found when comparing the nails to those of the parents and the unrelated control. The twins were shown to be monozygotic by means of DNA profiling. This therefore represents the first demonstration of unique fingernail ridge patterns in subjects shown conclusively to be identical twins. When the fingernail ridge patterns were examined with a scanning electron microscope, the backscattered electron (BEI) images were found to have superior contrast when compared to the secondary electron (SEI) images.     

Multi-locus DNA fingerprints using oligonucleotide probe (CAC)5/(GTG)5 in the Chinese population]

In order to test the practical applicability of oligonucleotide fingerprinting in China we have investigated unrelated individuals, family members and a pair of twins from the Beijing area using the probe (CAC)5/(GTG)5. Except for the monozygotic twins highly variable banding patterns were demonstrated as expected for the randomly selected individuals but also for the relatives. On the basis of an initial survey of 50 unrelated individuals the calculated probability for obtaining by chance two identical multilocus patterns is very small (less than 1.93 x 10(-13). Therefore it seems reasonable to conclude that like in caucasians, (CAC)5/(GTG)5 fingerprints are completely individual-specific also in this population. Therefore they have already been used successfully for identification purposes and paternity tests in many actual cases.     

人类反转座核元件甲基化研究进展

人类反转座核元件LINE-1序列和Alu序列甲基化水平的变化与多种疾病的发生、发展有密切的联系,因此是相关疾病,尤其肿瘤和癌症预测、诊断、治疗及预后的新标记。近年来,二者在法医学方面的研究也逐渐展开,主要集中在同卵双生子的鉴别、年龄的鉴定、组织的鉴定等方面,有望成为法医DNA分析领域新一代的遗传标记。本文综述LINE-1序列和Alu序列甲基化在医学、法医学等领域的研究进展,希望能为相关研究和应用提供参考。     

应用Ion Torrent PGM^TM平台进行人mtDNA全基因组测序

目的应用Ion Torrent PGM^TM平台对人线粒体基因组全序列进行分析检测。方法采集39名辽宁汉族无关个体以及4个母系家系的14名相关个体样本,应用SequalPrep^TM Long PCR试剂盒进行扩增,应用Ion Shear^TM Plus Reagents试剂盒和Ion Plus Fragment Library试剂盒等构建文库,并在Ion Torrent PGM平台上进行线粒体基因组全序列测序。结果在39名无关个体共观察到39种单倍型,在396个位置观察到了397种碱基变异。无关个体中出现的变异位点数目为25~53个,平均每个个体出现36.2个碱基变异。4个母系家系中每个家系成员间具有完全相同的mtDNA单倍型,严格遵守母系遗传。结论采用本研究建立的人线粒体基因组全序列的测序检验法,可显著提高mtDNA的个体识别能力,在法庭科学领域中有较好的应用价值。     

PowerPlex 21与GoldeneyeTM 20A试剂盒的一致性验证及法医学应用

目的：确认PowerPlex 21试剂盒与GoldeneyeTM 20A试剂盒分型结果的一致性。方法应用两试剂盒对205名北京汉族无关个体血样DNA进行复合扩增,观察19个重叠STR基因座分型的一致性,并统计D1S1656的遗传多态性。结果所有19个重叠基因座分型相同,两个试剂盒的杂合基因座峰高比例差异无统计学意义（P〉0.05）。D1S1656杂合度为0.878,个人识别率为0.949,三联体非父排除率为0.751,二联体非父排除率为0.506,多态信息含量为0.810。结论 PowerPlex21试剂盒与GoldeneyeTM 20A试剂盒分型结果一致性好,引物设计合理;D1S1656多态性好,可用于人类遗传分析及法医学中的亲子鉴定和个人识别。